اصول سیستم های شبکه :

اصول سیستم های شبکه :

معرفی کتابهای جهت شبکه

1- شبکه های کامپیوتری

2- انتقال داده ، شبکه های کامپیوتری ( ویلیام استالینگ )

3- طراحی شبکه های پردیس دکتر احسان ملکیان اساتید شبکه طراحی و عملی

4- فن آوری شبکه عطاء الهی در حد کاردانی

5- شبکه های کامپیوتری دکتر پیر هادی

4 سطح در شبکه می تواند بحث شود :

علوم شبکه های کامپیوتری را می توان از جوانب مختلف بررسی کرد که از سطوح کاربردی و عملی تا مباحث پایه تئوریک ریاضی گسترش پیدا می کند در این مبحث 4 جنبه را مورد اشاره قرار می دهیم:

۱- سطح کاربرد : در این سطح معمولاً به مباحث تجاری و استانداردهای رایج شبکه پرداخته می شود و نتیجه آن توانائی یاد گیرنده در راه اندازی یک شبکه عملی می باشد

۲- طراحی : در این مبحث به مسائل مهندسی ترافیک و چگونگی عملکرد انواع مختلف استانداردهای موجود در شبکه پرداخته می شود بنابراین این توانائی را به وجود می آورد که برای شرایط شبکه های مختلف استانداردهای مناسب را انتخاب کنیم و به کار ببریم

۳ -اصول شبکه : در این قسمت به مسائل طراحی استانداردها و پروتکل های شبکه پرداخته می شود. بنابراین برای ایجاد یک مدل شبکه جدید بایستی این اصول مورد توجه قرار بگیرد . توزیع شدگی عملکرد کاربردهای شبکه موجب این می شود که تمامی تجهیزات طراحی شده بر پایه یک استاندارد بتواند با یکدیگر تطابق پیدا کند بنابراین در طراحی یک پروتکل مباحث پیچیده ای مطرح می شوند که بایستی حل شوند

۴ جنبه تئوریک ریاضی :

در این قسمت شبکه به عنوان تعدادی صف در نظر گرفته می شود هر صف شامل 1- انباره 2- و یک سرور می باشد که اطلاعات موجود در انباره منتظر دریافت سرویس از سرور هستند با استفاده از تئوری صف ( یکی از مباحث ریاضی ) می توان عملکرد یک شبکه را در مقابل ترافیک احتمالی تحلیل کرد و از روی نتایج به دست آمده توانائی طراحی مورد نظر ارزیابی می شود ( در عمل برای به کار افتادن یک شبکه این سطوح از آخر به اول ( از سطوح پائین به بالا ) از مباحث تئوریک تا مباحث عملی پیاده سازی می شود.

شبکه های کامپیوتری چیست : شبکه به سیستمی گفته می شود که شامل تعدادی ایستگاههای مستقل باشد و ما بخواهیم بین این ایستگاهها ارتباط برقرار کنیم.

Nos ( Network operating system)

اجزای شبکه :

1- سیستم های مستقل 2- محیط انتقال 3- interface(رابط شبکه)4- نرم افزار مدیریت شبکه

الف : سیستم مستقل:به سیستمی گفته می شودکه به تنهائی قادر به کار باشد و برای کار نیازی به شبکه نداشته باشد به عنوان مثال در شبکه های کامپیوتری دستگاهی که شامل یک CPU ( پردازشگر) یک حافظه اصلی ( RAM) و یک I/O باشد به عنوان یک سیستم مستقل شناخته می شود

ب : محیط انتقال : محیطی است که اطلاعات در آن جریان می یابد به دو بخش اصلی به عنوان محیط و تجهیزات انتقال تقسیم می شوند مانند کابل ها و تجهیزات شبکه مانند سوئیچ یا هاب ( Hub )

ج ) رابط شبکه Interface : ابزاری است که در قدم اول اطلاعات را از سیستم گرفته و به اطلاعات معنی دار در شبکه تبدیل می کند.

د) نرم افزار مدیریت شبکه : به عنوان روح سیستم شبکه می باشد استانداردها توسط نرم افزار پیاده سازی می شود و کنترل تجهیزات به عهده این قسمت است از طرف دیگر نرم افزار مدیریت رابط شبکه با کاربران نیز می باشد .

به عنوان مثال در شبکه های کامپیوتری سیستم عامل شبکه عهده دار وظیفه مدیریت شبکه است مانند ویندوز Server و سیستم عامل ناول

تفاوت های شبکه با سیستم های توزیع شده : سیستم توزیع شده تمامی قسمت های یک شبکه را دارد علاوه بر آن رابطی وجود دارد که بخش های مختلف شبکه را از دید کاربر پنهان می کند و کاربر شبکه را به صورت یک سیستم واحد می بیند بنابراین امکان تشخیص بین دستگاهها را ندارد

انواع تقسیم بندی های شبکه :

از لحاظ مدیریت: مدل های مختلفی برای مدیریت شبکه وجود دارد

الف : PEER TO PEER ( نظیر به نظیر )

ب : SERVERBASED ( بر اساس سرور )

ج : CLINT SERVER ( خدمتگزار )

مدل PEER TO PEER : در این حالت ایستگاههای شبکه در یک سطح قرار دارند و برتری بر یکدیگر ندارند . نرم افزار مدیریت شبکه بر روی تمام ایستگاهها نصب می شود و اطلاعات مدیریتی نیز بر روی تمامی ایستگاهها وجود دارند .

* مزایای این مدل (PEER TO PEER ):

چون یک ایستگاه مرکزی وجود ندارد از کار افتادن هیچ ایستگاهی باعث از کار افتادن کل شبکه نخواهد شد و ثانیاً نرم افزار مدیریت در این شبکه ها ساده است بنابراین هزینه آن نیز کم بوده و هزینه نگهداری آن نیز کم است . ثالثاً مدیریت این شبکه ها ساده است

* معایب مدل (PEER TO PEER:

1- امنیت کمتر 2- کارکرد ضعیف تر 3- پشتیبانی از تعداد کاربر کمتر

*مدل SERVERBASED:

در این حالت یکی از ایستگاهها به عنوان سرور در نظر گرفته می شود و بر روی آن سیستم عاملی قوی تر نصب می گردد تمامی اعمال مدیریت شبکه بر روی سرور انجام می شود بنابراین کنترل کاربران به سادگی از روی server امکان پذیر است . در این مدل سخت افزار server بهتر و پیشرفته تر از ایستگاههای عادی باشد.

مدل استاندارد شبکه سازی همین مدل بوده و توانائی پیاده سازی شبکه های مختلف را دارد

مزایا مدل SERVERBASED: امنیت بیشتر به دلیل اینکه سیستم مدیریت در server مجتمع شده است و قابلیت اعمال معیارهای امنیتی حتی به صورت سخت افزاری بر روی آن وجود دارد ، مزیت بعدی تعداد کاربران زیاد

معایب مدل SERVERBASED:

مدیریت پیچیده تر ، هزینه نگهداری بیشتر ، نرم افزار مدیریت گران تر

مدل CLINT SERVER : در این مدل ایستگاههای ما انواع مختلفی دارند

یک دسته از ایستگاهها ایستگاههای ضعیف بوده و توانائی پردازش و ذخیره اطلاعات را به خوبی ندارند از طرف دیگر ایستگاهی در شبکه وجود دارد به نام server که وظیفه پردازش و ذخیره اطلاعات را به عهده دارد روند کار در این مدل بدین صورت است که client پس از جمع آوری اطلاعات آنها را بسته بندی کرده و توسط یک بسته درخواست ( ) به server ارسال می کند سرور پس از انجام کار نتیجه را به صورت یک بسته جواب یا ( responses ) به client بر می گرداند clientپس از دریافت بسته جواب از انجام عمل مطرح شده و عملیات را پایان می دهد بر خلاف مدل client server در حالت server based تمامی اعمال بر روی اطلاعات یا تبادل اطلاعات بین ایستگاههای مختلف بر عهده خود ایستگاه است در حالیکه در client server هر client فقط با server کار می کند به این مدل terminal host نیز گفته می شود

مزایا مدل CLINT SERVER :1- هزینه کمتر برای ترمینال ها 2- امکان مدیریتی بیشتر به دلیل تجمع کاربردها بر روی server

* معایب مدل CLINT SERVER : وابستگی شدید شبکه به server

تکنولوژی انتقال

دو حالت انتقال داریم

Point to point ( نقطه به نقطه ) ، broad cast ( پخشی )

الف : در حالت نقطه به نقطه : بین هر دو node یک رابط انتقال ( سیم ) محیط انتقال است ) وجود دارد و ترافیک بین آن دو ایستگاه به صورت اختصاصی بر روی آن منتقل می شود

مزایای point to point : 1- امنیت بیشتر 2- قطعی یک سیم یا رابط موجب اختلال در ارتباط ایستگاههای دیگر نخواهد شد

معایب point to point : هزینه بیشتر برای ایجاد محیط های مجزا ؛ مدیریت در شبکه های نقطه به نقطه بر روی تمام ایستگاهها توزیع شده است بنابراین مدیریت آن سخت تر است

در حالت broad cast اطلاعات ارسال شده به تمام ایستگاهها می رسد و فقط از یک محیط انتقال استفاده می کنیم هر ایستگاه پس از دریافت تمام اطلاعات ( ) آدرس مقصد اطلاعات را با آدرس خود مقایسه کرده و در صورت برابر بودن آنها از آن اطلاعات استفاده خواهد کرد

مزایا : broad cast هزینه پایین تر برای ایجاد محیط انتقال ، مدیریت ساده تر

معایبbroad cast : امنیت کمتر ، رقابت ایستگاها برای بدست آوردن محیط انتقال

محیط انتقال:الف) سیمی ب) بی سیم

1- سیمی :

1/1مسی

1/1/1 سیمهای دوزوجی (UTP و STP )

2/1/1 سیهای هم محور

2- فیبر نوری

1/2 تک مد

2/2 چندمد

2- بی سیم : 1- رادیو 2- مادون قرمز 3- لیزر 4- ماهواره 5- ماکرویو

سیستم های زوج تابیده توسط جریانهای الکتریکی اطلاعات را منتقل می کند در تمامی سیم های الکتریکی ( مسی ) پدیده ای وجود دارد که باعث انتقال اطلاعات به فضای اطراف سیم می گردد این پدیده یک اصل فیزیکی است که در اطراف هر سیم حاوی جریان شاری متناسب با جریان وجود دارد حال اگر سیم دیگری موازی همان سیم وجود داشته باشد می تواند به عنوان آنتن در نظر گرفته شود و اطلاعات سیم کنار خود را بر روی خود داشته باشد به این پدیده همشنوائی یا cross talk گفته می شود اولین قدم برای مقابله با آن تولید سیم های جفت تابیده ساده است که سیم ها به گونه ای دورهم پیچیده شده اند که حداقل همشنوائی به وجود آید.

علاوه بر هم شنوائی القاء شاره مغناطیسی می تواند باعث به وجود آمدن نویز بر روی اطلاعات گردد به این کابل های ساده جفت تابیده utp گفته می شود ( unshelled twisted pair ) در قدم بعدی پوشش های به دور سیم ها کشیده می شود که هادی جریان الکتریکی هستند و می توانند امواجی را که در فضا موجود اند را به دام بیاندازند به این سیم ها stp گفته می شود (shelled twisted pair )

* سیم های هم محور در سیم های هم محور انتقال اطلاعات فقط بر روی یک سیم انجام می شود این سیم علاوه بر مغزی خود یک توری مسی نیز دارد به اضافه پوشش های غیر هادی الکتریکی

فیبرهای نوری : ما بر اساس اصل انعکاس سطحی فیزیکی می توانیم نور را طول یک سیم هدایت کنیم در درون این فیبرها موج های نوری حرکت می کند و موج های نوری دارای خاصیت ایجاد شار مغناطیسی نمی باشند بنابراین پدیده هم شنوائی و نویز در این سیم ها وجود ندارد بنابراین قابلیت اعتماد انتقال اطلاعات بر روی آنها بسیار بیشتر از سیم مسی است همچنین حداکثری 2 دستگاه متصل به این محیط انتقال نیز بسیار بیشتر از سیم مسی است در فیبرهای تک مد single mode در هر فیبر فقط یک موج نوری منتقل می شود قطر آنها کمتر است و حداکثر طول آنها بسیار بیشتر است معمولاً تا 40 متری در فیبرهای muLti Mode چند موج نوری وجود دارد قطر آنها معمولاً بیشتر است و حداکثر طول آنها تا 2 کیلومتر است ( روی 500 متر کار می کنند ) ارتباطات بی سیم نیازی به محیط انتقال مخصوص ندارند و فضای باز نقش محیط انتقال را برای آنها باز ی می کند انواع تکنولوژی های بی سیم بر اساس فرکانس موج تولیدی تقسیم بندی می شوند که یک موج می تواند بر اساس طول موج فرکانس آن یک موج رادیویی ، نوری یا مادون قرمز و غیره باشد چون انتقال بی سیم است و انتشار اطلاعات کنترل شده نمی باشد اطلاعات به صورت پخشی منتقل می شود بنابراین مسئله امنیت در سیستم های بی سیم یکی از مشکلات اساسی است